انتقال جرم

انتقال جرم

اسلاید 1: مدلسازی انتقال لیپوپروتئین با چگالی پایین (LDL)در اثر فشار خون بالا (انتقال جرم)استاد مربوطه:خانم دكتر حيدري

اسلاید 2: مدلسازی انتقال لیپوپروتئین با چگالی پایین (LDL)در اثر فشار خون بالا ​​یک مدل چهار لایه قوی برای توصیف انتقال LDL در دیواره شریان همراه با انتقال در لومن نشان داده می‌شود.اندوتلیوم، intima، تک لایه الاستیک داخلی (IEL)و رسانه‌ها همگی به عنوان محیط‌های متخلخل همگن و متخلخل قرار می‌گیرند.مجموعه معادلات حاکم برای جریان سیال و انتقال جرم با استفاده از یک روش اجزا محدود مبتنی بر روش Galerkin مانده‌های وزن دار محاسبه شده‌است.پروفیل سرعت موج و پروفیل سطح LDL در مکان‌های مختلف برای شرایط مختلف بالینی توسعه داده می‌شود.نتایج با مطالعات عددی و تجربی قبلی مطابقت دارد.اثرات فشار خون و شرایط مرزی بر مبنای این مدل مورد بحث قرار می‌گیرند.علاوه بر این، اثرات جریان ضربانی بر روی انتقال LDL در دیواره شریان، به طور مفصل مورد مطالعه قرار می‌گیرد.در مقایسه با مدل‌های حمل و نقلی قبلی، یافت‌شده که یک ابزار بسیار قوی برای بررسی تجمع LDL در لایه‌های مختلف دیواره عروق برای شرایط بالینی مختلف است.این امر در درک نقش فرآیندهای حمل و نقل در شروع و توسعه آترواسکلروز مفید خواهد بود. ​atherosclerosis بیماری است که معمولا در شریان‌های بزرگ قرار دارد.به خوبی پذیرفته شده‌است که آتروژنز در ابتدا توسط یک تجمع غیرطبیعی از درشت مولکول‌ها، یعنی LDL در دیواره شریان، نمايان می‌شود.این حقیقت نشان می‌دهد که انتقال مولكول هاي درشت در دیواره شریان باید تاثیری روی شروع و توسعه آترواسکلروز داشته باشد.با این حال هنوز مشخص نیست که آیا آتروژنز توسط این تجمع غیرطبیعی در intima ایجاد می‌شود یا اینکه آیا این اختلال فقط اثر ثانویه ناشی از آتروژنز است . 

اسلاید 3: برای مثال، حمل و نقل ular LDL یعنی در دیواره شریان توجه قابل‌توجهی را در سال‌های اخیر به خود جلب کرده‌است.. این مدل‌ها را در سه دسته اصلی طبقه‌بندی کرده‌اند.ساده‌ترین مدل‌های مورد استفاده تاکنون مدل‌های بدون دیوار هستند که در آن دیواره شریان با یک شرایط مرزی ساده جایگزین شده‌است، این مدل‌ها را برای تحلیل انتقال macromolecular در دیواره شریان بکار بردند.یک روش واقعی‌تر به نام مدل‌های lumen - دیواری نام گذاری شده‌است که انتقال را در مجرای لومن و دیواره انجام می‌دهند.در این مدل‌ها، دیواره شریان به صورت یک لایه همگن ساده شده‌است.چنین مدل‌هایی که در اصل پیشنهاد شده‌است، برای مطالعه انتقال جرم LDL در دیواره شریان مدل‌های چند لایه هستند که دیواره شریان را به چندین لایه تقسیم کرده و انتقال را درون دیوار، یا در مقاطع میکروسکوپی یا ماکروسکوپی مدل می‌کنند. ​برای درک بهتر دانش ما، از معادلات غشايی مدلسازی فرآیندهای انتقال در اندوتلیوم و تک لایه الاستیک داخلی (IEL)در مدل‌های چند لایه قبلی استفاده می‌شود.با این حال، معادلات حداقل دو مشکل اساسی دارند: براساس وجود شرایط حالت پایدار، که در تعارض با شرایط فیزیولوژیکی واقعی موجود در داخل هر دو اندوتلیوم و IEL است.این روش اثرات مرزی بر جریان عبوری از غشا را نادیده می‌گیرد، که زمانی که غشا متخلخل باید مورد بررسی قرار گیرند، معتبر نیست. ​

اسلاید 4: تمرکز اصلی این مطالعه توسعه یک مدل چهار لایه بنیادی جدید برای توصیف انتقال جرم در دیواره شریان همراه با انتقال جرم در لومن شریان است.لایه Intima،IEL و رسانه همگی به عنوان محیط‌های متخلخل همگن و متخلخل مورد استفاده قرار می‌گیرند و از نظر ریاضی با استفاده از انواع مناسب معادلات میانگین حجم محیط متخلخل مدل‌سازی می‌شوند.به طور خاص، اثرات فشار خون بر روی انتقال LDL در دیواره شریان براساس بررسي و مطالعات جدید ما مورد مطالعه قرار می‌گیرد. ​مدل ریاضی برای شناسایی عوامل احتمالی دخیل در افزایش جذب کل دیواره شریان در شرایط فشار خون بالا می‌باشد.علاوه بر این، پنج مقوله مختلف از شرایط مرزی که تا حدی از مدل‌های ذکر شده برگرفته شده‌است، به منظور بررسی تفاوت‌های جریان سیال و مشخصه‌های انتقال جرم در دیواره شریان به خاطر انواع مختلف شرایط مرزی ارایه شده‌است.در نهایت، تاثیرات پالس بر انتقال LDL در دیواره شریان در برخی جزییات مورد بحث قرار می‌گیرد ​

اسلاید 5: بلافاصله در تماس با ​اندوتلیوم عروقی، یک لایه از سلول‌های اندوتلیال است که در جهت جریان خون کشیده شده‌اند.سلول‌های Endothelial از طریق اتصالات بین سلولی به هم متصل می‌شوند.تک لایه الاستیک داخلی (iel)، یک بافت الاستیک ناپذیر با منافذ fenestral، بین intima و media قرار دارد.در مقایسه با رسانه‌ها، که شامل لایه‌های متناوب سلول‌های ماهیچه‌ای صاف و بافت همبند نرم است، intima (درونی ترین غشا پوششی رگها)عمدتا متشکل از رشته‌های کلاژن و رشته‌های کلاژن هستند.لایه میانی توسط بافت همبند سست، the احاطه شده‌است که در آن مویرگ‌های خونی وجود دارند (لنفاوی و vasa vasorum).به جز از طریق انتقال از تركيب ذخایر خونی، پروتیین‌ها می‌توانند از طریق رگ ها به محیط منتقل شوند. ​۲. تحلیل ​۲.۱ آناتومی ​ساختار آناتومیک معمول دیواره شریان بصورت شماتیک در شکل شکل نشان‌داده شده‌است.رگ بزرگی متشکل از پنج لایه زیر است: glycocalyx، اندوتلیوم، intima، مدیا، و adventitia.، لایه نازکی از macromolecules است که اعتقاد بر آن است که غشا پلاسمایی یک لایه از سلول‌های اندوتلیال و ورودی اتصالات بین سلولی را پوشش می‌دهد.ضخامت معمولا کم‌تر از ۱۰۰ نانومتر (ضخامت متوسط ۶۰ نانومتر)است

اسلاید 6: ۲.۲. فرمولاسیون ریاضی ​یک مدل ریاضی چهار لایه جدید برای توصیف انتقال LDL در دیواره شریان، همراه با انتقال جرم در لومن شریان ارایه شده‌است. در شکل ۲ نمودار شماتیک هندسه ایده‌آل شریان را در نظر گرفتن نشان می‌دهد. ​۲.۲.۱. Lumen ​خون یک سیال نیوتنی و تراکم ناپذیر در نظر گرفته می‌شود.جریان خون در لومن شریان توسط معادلات پیوستگی - استوکس و پیوستگی توضیح داده می‌شود. ​که در آن V بردار سرعت است، p فشار است و q و l چگالی دینامیک و دینامیک خون هستند. ​میدان غلظت در لومن شریان از طریق معادله انتقال جرم محاسبه می‌شود. ​که در آن c غلظت LDL و D بالاترین ضریب نفوذ در خون است.​​اندوتلیوم و تک لایه الاستیک داخلی (IEL)به عنوان غشا متخلخل زیستی در نظر گرفته می‌شوند.از ضرایب بازتاب Staverman و osmotic برای حذف انتخابی گونه‌ها توسط غشاها و اثرات فشار اسمزی استفاده می‌شود.حجم معادلات حاکم به حجم جریان است. ​که در آن e، تخلخل، ضریب نفوذپذیری، و لزجت دینامیکی موثر محیط است که به صورت جدول داده خواهد شد. ​